Способ пробоподготовки к рентгенофлоуресцентному анализу — SU 1305559 (original) (raw)
,Э7, 1 Н АВТОР СВИДЕТЕЛЬСТ оюзного и проект- тебниковзводствен " им.60-л циалистиковичн, Л.Г.ПриГОТОВКИ К РЕНТГЕАЛИЗУ с сится к первич еств к рентзув система и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Калушский филиал Всеснаучно-исследовательскогоного института галургии, Сский калийный завод и Проиное объединение "Хлорвинилтия Великой Октябрьской соческой революции(54) СПОСОБ ПРОБОПОДНОФЛУОРЕСЦЕНТНОМУ АН(57) Изобретение отноной пробоподготовке вещгенофлуоресцентному аналнавтоматизированного аналитическогконтроля технологическихпроцессо пер ер або тке калийно го и других видовсырья, Целью изобретения является повьппение точности и оперативностиконтроля полного состава суспензий.Поставленная цель достигается путемразделения суспензий на жидкую ивлажную твердую фазы с последующимсмешением жидкой Фазы с 10-12 мас.7дисперсионной среды, влажной твердойфазы без предварительной сушки с 1225 мас.Е адсорбента и изготовленияизлучателей к рентгеноспектральномуанализатору, по показаниям которогорассчитываются составы суспензий исоставляющих их жидких и истиннотвердых Фаз. Если же суспензии содержат в твердой фазе более 20 мас.Хгалопилитовых веществ, к смеси твердой фазы и азросила добавляют борнуюкислоту, взятых в соотношении борная кислота : аэросил 0,5-1:1, 1 з,п,ф-лы, 2 табл.тизированного аналитического контроля технологических процессов производства калийных минеральных удобрений, а также в химической, металлургической и горно-рудной промышленности.Цель изобретения - сокращение времени анализа полного состава суспензий и повышение точности его контроля за счет улучшения представительности пробы.В предлагаемом способе жидкая Фаза смешивается с 10-12% дистиплирован ной воды, а влажная твердая фаза с 12-257 аэросила.Так как жидкая фаза глинисто-солевых суспензий калийных обогатительных фабрик представляет собой водный раствор в основном хлоридов натрия и калия, то в качестве дисперсионной среды для разбавления жидкой фазы может использоваться дистилли 5 20 25 30 35 40 45 50 55 рованная вода.В табл, показана точность определения состава жидкой фазы суспензиина рентгенофлуоресцентном анализаторе при разных добавках дистиллированной воды,Разбавление жидкой фазы дисперсионной средой исключает кристаллизациюсолей из пробы в процессе определениясостава, что значительно повышаетточность анализа. Количество дисперсионной среды для разбавления жидкойфазы, составляющие 1 Омассы анализируемрй пробы, рассчитано из диаграмм растворимости солей и обеспечивает отсутствие кристаллизации винтервале возможного изменения температуры в процессе первичной пробоподготовки, транспортировки и анализа, смешение жидкой фазы с дистиллированной водой в количестве до10 мас.7 не обеспечивает полногоотсутствия кристаллизации солей"израствора и ошибки определения состава таких проб на рентгенофлуоресцентном анализаторе будут значительными. Разбавление .жидкой фазы дистиллированной водой в количестве,превьппающем 12 мас.Х, является нецелесообразным, так как концентрацияэлементов, содержащихся в раствор,уменьшается, а погрешность опредепе 1 зоИзобретение относится к первичнойпробоподготовке веществ, в частностик рентгенофлуоресцентному анализуего элементарного состава, и можетбыть использовано в системах автомания их содержания соответственно увеличивается.Замена высушивания твердого в сушильных шкафах под вакуумом или вСВЧ-аппаратуре адсорбированием дисперсионной среды предотвращает случайное перераспределение элементов в жидкой и твердой Фазах, что приводит к искажению составов.В качестве адсорбента для поглощения из влажного твердого остаточной жидкости могут использоваться не содержащие подконтрольных элементов вещества с высокоразвитой поверхностьюи минимально возможным насыпным весом с целью наименьшего разубоживанияопробуемого вещества с хорошей усредняемостью с подконтрольным веществом,характеризующиеся низкой стоимостьюи доступностью. Из исследованныхвеществ, отвечающих этим требованиям:крахмал, отмытый нерастворимый остаток, двуокись кремния (аэросил), вколичестве адсорбента был выбранаэросил, так как использование сэтой целью крахмала и нерастворимогов воде остатка руды приводит к затруднениям при последующем прессовании излучателей из приготовленныхсмесей. Таблетки или совсем не прессовались, ипи были непригодны дляопределения состава проб на рентгенофлуоресцентном анализаторе.В табл,2 приведены результаты определения содержания элементов впробах твердой фазы суспензии после добавки к ней разных количестваэросила, полученные расчетным путем при разубоживании и на рентгено.флуоресцентном анализаторе, а такжепогрешности результатов рентгеновского анализа относительно расчетных значений соответствующих элементов в пробах.Как видно из табл,2, при добавкек подконтрольному веществу до 12 мас.Еадсорбента результаты рентгенофлуоресцентного анализа содержания элементов в пробе занижены из-за потери жидкой фазы и растворенных в нейкомпонентов при прессовании излучателей,При добавке к влажному твердому12-25 мас.% аэросила вся жидкая фаза поглощается адсорбентом, а погрешность определения содержания элементов в этом случае лежит в областидопустимых погрешностей для определе 1305559 45 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ния состава веществ рентгенофлуоресцентным методом.Добавка во влажную твердую фазубольше 25 мас.7 аэросила приводит кухудшению представительности пробыи образованию на поверхности излучателей при их прессовании агрегатовбелого цвета. При определении состава таких проб на рентгенофлуоресцентном анализаторе возникает эффект экранирования аэросилом определяемыхкомпонентов, из-за чего .результатыпо определению содержания элементовзанижены, а погрешности их определения, как видно из табл.2, увеличены,Таким образом, установлено, чтодля поглощения жидкости из влажноготвердого суспензии, необходимо добавить к нему 12-25 мас.7 аэросила.Твердые фазы глинисто-солевыхсуспензий, содержащие более 20 мас.7,нерастворимых галопилитовых веществ(илов), имеют свойство (что объясняется структурой галопилитовых веществ), поглощать воду и отдавать еепод давлением. При прессовании излучателей к рентгенофлуоресцентномуанализу из твердой фазы суспензий,содержащих более 207 илов, приходитвыделение содержащейся в галопилитовом веществе жидкой фазы. Поэтому квлажной твердой фазе таких суспензий предлагается, кроме 12-25 мас.lадсорбента для поглощения жидкостииз твердого, добавлять инертный кристаллоноситель, укрепляющий .структуругалопилитового вещества и не позволяющий жидкой фазе вытесняться из подконтрольного вещества при прессовании из него излучателей.Учитывая невысокую стоимость идоступность, в качестве инертногокристаллоносителя выбрана борная кислота,Технически способ легко реализуется с помощью автоматизированной системы аналитического контроля состава промьппленных суспензий путем автоматизированного представительногопробоотбора суспензий из потока, скоростного разделения суспенэий путемфильтрования ее на жидкую и влажнуютвердую Фазы, отбора определенныхколичеств жидкой и твердой Фаз и помещения их в специальные кюветы, содержащие необходимые взвешенные количества дисперсионной среды для разбавления жидкости и адсорбента или адсорбента и кристаллоносителя, длясмешения с влажным твердым. Например, отфильтрованную жидкую фазу в количестве 50 г помещают в кювету, содержащую 5 г дистиллированной воды (из диапазона 10-12 мас.7 от веса жидкости), а 50 г влажного твердого помещают в кювету с 1 О г (из диапазона 12-25 мас.7, от веса пробы) аэросила или, если твердая фаза содержит более 207 галопилитовых веществ, - в кювету с 1 О г аэросила и, например, с 7 г (из диапазона 0,5-1 доли ед. от веса адсорбента) борной кислоты. Затем капсулы с кюветами с помощью автоматизированного прободоставочного комплекса доставляют к месту проведения рентгенофлуоресцентного анализа. Иэ доставленных взвешенных в смеси проб изготовляют излучатели для рентгенофлуоресцентного анализатора: из жидкости - прямым дозированием объема на диск фильтровальной бумаги, а из твердого - путем прессования на гидропрессах предварительно измельченной и усредненной пробы. На экспресс-анализаторе определяются интенсивности излучения компонентов, содержащихся в пробах, на основании которых, а также по информации о массах смешения с помощью ЭВМ по специальному алгоритму рассчитываются полные составы суспензий, их жидких и истинно твердых фазВ указанном диапазоне дозировок анализируемых солевых, глинисто-солевых и глинистых суспензий калийных производств, адсорбента и кристаллоносителя полученные смеси после усреднения надежно прессуются, тогда как за их пределами наблюдается либо выделение жидкой фазы иэ смеси (добавка ВО,. ниже 12 мас.7 и Н, ВО ниже 0,5 доли ед,), либо плохое усреднение проб и возникновение эффекта экранирования добавками определяемых компонентов (добавка ЯО выше 25 мас.7. и НВОз более .1,0 доли ед.). Кроме того, наименьшее количество добавок к анализируемым суспензиям обуславливается требованием минимально возможного их разубоживания, что соответственно повышает точность рентгенофлу-. оресцентного анализа смеси.Предложенный способ может найти широкое применение как на калийных, так и на других обогатительных фаб5 1305559 6риках, а также в химической промыш- ти проб, после разделения жидкую фаленности, например на содовых заво- зу разбавляют дистиллированной водой дах, в количестве 10-12 мас.%, а твердуюфазу смешивают с аэросилом в коли- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 5 честве 12-25 мас.l. 1. Способ пробоподготовки к рентгенофлуоресцентному анализу элементарного состава суспензий, включающий разделение суспензии путем ско- Ю ростной фильтрации на жидкую и твердые фазы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени анализа и повышения представительнос 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью ускорения разделения суспензий, содержащих более 20 мас.7. галопилитовых веществ, к смеси твердой фазы с аэро- силом добавляют борную кислоту, взятых в соотношении барная кислотааэросил (0,5-1):1. Таблица 1 Добавка дистиллированной воды, 7. Опре- деляемый эле- мент Содержание эле"мента, Е Содержание элемента, % Относи- тельная Содержание элеента, % Относи- тельная погрешность погреш рассчи- получентанное ное наРСФА ассчи- получентанное ное наРСФА рассчи- получентанное ное наРСФА ность определения,% определения,% 4,030 2,600 4,061 0,02 4,03 4,10 4,049 2,620 0 0 О 2,59 0 4,139 0,02 4,10 14,43 13,852 4,01 14,30 14,302 0,01 14,17 0,45 4,65 4,650 0 4,60 4,69 4,669 8 Оф 70,228 0,03 70,51 69,97 69,951 0,03 70,23 0 0 0 0 0 0 0 0 Н.О. М 8 2,64 2,629Са 0 0На 4,17 3,588 1,24 4,06 0,42 2,62 0 О 3,96 4,14 4,10014,1734,59970,510Добавка дистилированной воды, % Содержание элемента, % Относи- тельная Содержание элемента, % Относи- тельная Относи- тельная эле- мент погрешность погреш погревность рассч рассчи- опредетанное ленноена РСФА ост редения, % предеения,% анное определения,% 99 3,989 0 2 3,9 О,0,24 5 2,5 2,5,51 0 5 70,8 70,770 1 71,1,0 0 О Н 2 Табл обавка аэросила, %, к искодному весу пробы п деля м 12 ле-,мент Содержание элмента, % Относи- тельная держание злента, % одержание влента, % сител греш получен ссчинное р ассчи-. анное нос рассчи танное олу ное наРСФА сть предеения,оеСФА ед 6,5 5,907 2 4 3 049 2 6, 001,9 0,01 19,29 19,2 0,) 15,06 15,0 5,93 0 Опре деля емый Иа С 1 10,63 10,477 20,59 20,092 16,08 15,918 44 10,5 42 20,4 01 15,9 полученное наРСФА 0,7910,5220,41 реденноеРСФА 7 5,671 4 2,9401305559 Продолжение табл.2 Добавка аэросила, %, к исходному весу пробы 18,5 элемент Содержание элемента, % Содержание элемента, Х Содержание элемента, % Относи- тельная Относитель погрешность ная полученное наРСФА рассчитанное полученное наРСФА рассчитанное полученное на% 21,3011,509,91 9,910 21,10 Н О 19,9510,7815,61 15,610 Н.О. 1,40 Продолжение табл.2 Определяемый Добавка аэросила, %, к исходному весу пробы 26 эле" мент Содержание элемента, % Содержание элемента, % ОтносительОтносительная потноси - ельная греш ная погрешность сть рассчитанное рассчи -полученное наРСФА греш- ность анн определения,определения,